[发明专利]一种Mecanum万向轮滚子轮廓补偿和修正建模仿真的方法

权利要求书

1.一种Mecanum万向轮滚子轮廓补偿和修正建模仿真的方法，其特征在于，围绕外缘Mecanum万向轮主体的中心车轮骨架，安装若干自由随动滚子，轴线与主体骨架垂直于轴线的中心平面成45°角；该Mecanum万向轮滚子轮廓补偿和修正建模仿真的方法包括以下步骤：

步骤一，利用Mecanum万向轮滚子轮廓几何方程计算滚子外廓坐标；Mecanum万向轮滚子母线轮廓为螺旋线，方程为：

12x2+(y-R+r)2-R2=0,0≤y≤r]]>

2Rsinπnsinγ≤x<2R2-2(R-r)2]]>

式中，x，y——滚子自身坐标系中滚子母线坐标值；

R——Mecanum轮半径；

r——滚子母线最大半径；

γ——滚子轴与Mecanum轮轴螺旋角；

n——组成Mecanum万向轮的滚子个数；

给定R、r和γ值，能够计算出无数组满足条件的(x，y)，给定x初值和取值间隔，得到一系列满足精度要求的坐标值；由一系列坐标值绘制的曲线为滚子母线，通过母线绕轴旋转可生成滚子模型；

步骤二，根据计算出的坐标值向量，在三维实体软件中建立Mecanum万向轮的主要零部件，并完成装配；

步骤三，将模型导入力学仿真软件中，进行受力分析，得到滚子不同部位的载荷；将模型存为有限元软件能够导入的格式，建立有限元几何实体模型，根据实际情况赋材料和单元参数；滚子工作的一个周期中，不同部位受载，受载方向不同；将一个滚子工作周期分成若干阶段，各阶段给定适当的边界条件，分别进行受力分析，在各仿真计算结果中，选取典型部位，取得不同典型位置的载荷值，供下一步分析输入；

步骤四，建立滚子外壳有限元模型，模型网格节点与几何计算坐标节点一致，将不同部位载荷分别逐段加载到滚子外壳，得到滚子轴截面母线上不同部位的变形；具体方法为：按照实际几何形状和参数建立滚子外壳实体模型，如步骤三导入有限元分析软件，选择单元和材料参数；

步骤五，拾取与理论计算值横坐标相同点的变形量，存为补偿坐标向量，纵坐标取反值作为补偿量，与理论计算的坐标值向量叠加，即得到补偿后的轮廓母线一系列坐标值，补偿后的滚子轮廓在前视基准面的投影为不规则的圆形，得到补偿后的轮廓母线；

步骤六，用补偿后的数据设计Mecanum万向轮滚子，再次按照步骤三进行仿真计算，验证补偿数值的正确性。

2.如权利要求1所述的Mecanum万向轮滚子轮廓补偿和修正建模仿真的方法，其特征在于，在步骤四中，为使网格节点与理论计算坐标点一致，划分网格时给定网格长度值和段数，赋给滚子模型母线，在必要的节点上建立关键点，可保证节点网格划分与建模坐标点一致，以便仿真结果能够拾取节点变形，和理论值对应叠加。